【摘要】： 本文利用純金屬單原子理論和特征晶體理論對(duì)Ti-Al系合金進(jìn)行了系統(tǒng)的研究和分析。利 用純金屬單原子理論對(duì)純金屬Ti的各種晶體結(jié)構(gòu)的電子結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)進(jìn)行了計(jì)算，并對(duì)其 不同晶體結(jié)構(gòu)的成因進(jìn)行了分析。利用合金特征晶體理論對(duì)Ti-Al系合金的晶格常數(shù)、結(jié)合能、 電子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)的分析和研究，確定了fcc結(jié)構(gòu)和hcp結(jié)構(gòu)基本原子序列和特征晶 體的原子體積、能量、電子結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)。確定了無序相的能量和體積相互作用方程，計(jì) 算了各種結(jié)構(gòu)無序合金及其組元的平均性質(zhì)，得到了各種無序合金相及其組元性能與成分的 關(guān)系曲線。對(duì)TiAl、Ti_3Al和TiAl_3有序合金進(jìn)行了系統(tǒng)的分析；確定了Ti-Al合金系中有序相 的能量和體積相互作用方程。利用合金特征晶體理論和單原子操縱設(shè)計(jì)方法得到了TiAl、Ti_3Al 和TiAl_3合金的結(jié)合能、原子體積和電子結(jié)構(gòu)等性質(zhì)，它們的結(jié)合能和原子體積（或晶格常數(shù)） 都與實(shí)驗(yàn)值吻合得很好，其結(jié)合能遠(yuǎn)高于無序合金，具有強(qiáng)烈的有序化趨勢(shì)。作出了各種有 序合金及其組元的原子體積、能量和電子結(jié)構(gòu)與成分的關(guān)系曲線。對(duì)成分和有序度對(duì)有序合 金性能和結(jié)構(gòu)的影響進(jìn)行了計(jì)算和分析。本文不僅對(duì)合金性能隨成分的變化進(jìn)行了計(jì)算，而 且對(duì)組元的貢獻(xiàn)也進(jìn)行了計(jì)算。在Ti-Al系化合物中，由于Al-p電子與Ti-d電子之間存在著 強(qiáng)烈的相互作用以及具有強(qiáng)的方向性導(dǎo)致鍵上電子分布不均勻，使得滑移時(shí)電子云重疊變化 大，要克服高的能壘，使滑移運(yùn)動(dòng)難以進(jìn)行，從而導(dǎo)致合金脆性，并分析了第三組元對(duì)合金 性能的影響以及合金元素的選擇。另外，共價(jià)電子所占比例很高也對(duì)合金脆性有所貢獻(xiàn)。作 出了Ti-Al合金系各相的熱力學(xué)性質(zhì)、原子體積、電子結(jié)構(gòu)和成分的關(guān)系曲線，為合金性能的 改善及合金設(shè)計(jì)提供了參考依據(jù)。最后通過原子團(tuán)簇方法對(duì)TiAl、Ti_3Al和TiAl_3化合物的結(jié) 構(gòu)穩(wěn)定性進(jìn)行了研究，，并對(duì)TiAl化合物的成分、晶界和合金元素對(duì)性質(zhì)的影響等實(shí)際問題進(jìn) 行了分析，TiAl化合物應(yīng)選擇亞當(dāng)量成分，使其形成富Ti晶界和雙相組織，從而獲得優(yōu)良的 性能。
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2000
【分類號(hào)】：TG146.2

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 李文娟;鎳鋁及其合金團(tuán)簇結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的PSO-SA模擬[D];中南大學(xué);2007年

2 李寶玉;FeCoCrNiCu_(0.5)Al(Si)_x高熵合金結(jié)構(gòu)和性能研究[D];湖南大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2710181